Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Метрология и измерительная техникаСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В.М.Коробов МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА Методические указания к лабораторным работам (для студентов всех форм обучения электромеханического факультета и факультета информатики)
Псков Издательство ППИ УДК 621.3 ББК 31.2 С 60 Рекомендовано к изданию научно-методическим советом Псковского государственного политехнического института Рецензент · Федоров А.А., ст.преподаватель кафедры электроэнергетики В.М.Коробов. Метрология и измерительная техника. Методические указания к лабораторным работам. Для студентов всех форм обучения электромеханического факультета и факультета информатики. Псковский государственный политехнический институт. – Псков: Изд-во ППИ, 2011 – 43с.
В методических указаниях приведены основные теоретические положения, описания лабораторных работ, методика их проведения, расчетно-графические задачи и контрольные вопросы.
Лабораторные работы выполняются на компьютерах с использованием специальной программы «Виртуальная лаборатория электротехники».
Методические указания к лабораторным работам «Метрология и измерительная техника» предназначены для студентов всех форм обучения электромеханического факультета и факультета информатики.
СОДЕРЖАНИЕ Введение 4 Общие правила выполнения лабораторных работ 4 Лабораторная работа № 1 6 Исследование методов измерения больших и малых сопротивлений (метод амперметра и вольтметра) 6 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. Исследование методов измерения активной мощности в трёхфазной трёхпроводной сети ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. Исследование методов измерения реактивной мощности в трёхфазной сети ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. Исследование измерительных трансформаторов ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. Расчет погрешностей при измерениях косвенным методом Литература
Введение Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Выполнение лабораторных работ, изложенных в методических указаниях, является важной составной частью курса «Метрология, стандартизация и сертификация» и «Информационно-измерительная техника». Эти работы способствуют закреплению и углублению знаний, приобретенных на лекционных занятиях. В данном пособии рассмотрены основные методы измерения электрических величин в цепях постоянного, однофазного переменного и трехфазного переменного тока, оценки погрешностей измерений. Предложены варианты расчетно-графических задач и контрольных вопросов. Студенты получают возможность ознакомиться с применением вычислительной техники для моделирования режимов работы электрических цепей и схем измерений.
Лабораторная работа № 1 Исследование методов измерения больших и малых сопротивлений (метод амперметра и вольтметра) Цель работы 1. Изучение методов и средств измерения сопротивлений. 2. Ознакомление с методикой измерения сопротивлений приборами непосредственной оценки.
Описание лабораторной установки В данной лабораторной работе измерение сопротивлений осуществляется методами непосредственной оценки. С этой целью на виртуальном лабораторном стенде (рис.1.3) смоделированы управляемый выпрямитель, измерительные прибора магнитоэлектрической системы и органы управления.
Рис.1.3. Общий вид виртуального лабораторного стенда
Подготовка к работе 1. Для схем рис.1.1 и рис.1.2 записать выражения для определения величины сопротивления по показаниям амперметра и вольтметра и мощности, рассеиваемой сопротивлением при известных номинальном токе 2. Вывести выражения для определения относительных погрешностей измерения сопротивлений для схем рис.1.1 и 1.2, если известны значения сопротивлений вольтметра 3. Рассчитать относительные погрешности измерения сопротивлений Таблица 1.1
Рабочее задание 1. Внимательно изучить общий вид виртуального лабораторного стенда. 2. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать схему для измерения большого сопротивления (см. рис.1.1). В схеме использовать приборы: вольтметр с пределом измерения 3. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать ошибочную схему для измерения большого сопротивления (см. рис.1.2). В схеме использовать те же приборы, что и в предыдущем пункте. Произвести измерения при пяти значениях напряжения. Результаты измерений занести в таблицу 1.2. 4. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать схему для измерения малого сопротивления (см. рис.1.2). В схеме использовать амперметр с пределом измерения 5. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать ошибочную схему для измерения малого сопротивления (см. рис.1.1). В схеме использовать те же приборы, что и в предыдущем пункте. Произвести измерения при пяти значениях напряжения. Результаты измерений занести в таблицу 1.2.
Таблица 1.2
6. На основании опытных данных рассчитать величины измеренных сопротивлений. Вычислить среднее арифметическое значение сопротивления. 7. Зная действительные значения сопротивлений (вариант из таблицы 1.1), определить абсолютные и относительные погрешности их измерений с помощью схем рис.1.1 и 1.2. 8. Сделать выводы по полученным результатам.
Вопросы к защите работы 1. Особенности измерения малых сопротивлений. 2. Особенности измерения больших сопротивлений. 3. Пояснить причины возникновения погрешности в методе “амперметра и вольтметра” при измерении сопротивлений. 4. Определить относительную погрешность измерения сопротивления по схеме рис. 1.1, если 5. Определить относительную погрешность измерения сопротивления по схеме рис. 1.2, если Лабораторная работа № 2 Цель работы 1. Изучение методов измерения активной мощности в цепях переменного тока. 2. Изучение методов измерения активной мощности в цепях трёхфазного переменного тока. 3. Изучение методов и средств измерения угла сдвига фаз и коэффициента мощности в однофазных и трёхфазных цепях переменного тока.
Подготовка к работе 1. Начертить схему для измерения активной мощности однофазной цепи переменного тока с помощью ваттметра для случая, когда сопротивление нагрузки 2. Начертить схему для измерения активной мощности трёхфазной симметричной системы методом одного ваттметра при включении нагрузки звездой с доступной нулевой точкой. Определить показание ваттметра, активную мощность всей системы и построить в масштабе векторную диаграмму для заданных в таблице 2.1 значений линейного напряжения сопротивления резистора 3. Начертить схему для измерения активной мощности трёхфазной симметричной системы методом одного ваттметра при включении нагрузки звездой с недоступной нулевой точкой. Для заданных в таблице значений 4. Рассчитать показания ваттметров W1 и W2 (метод двух ваттметров) для трёх вариантов нагрузки: 1 вариант – только 2 вариант – только 3 вариант – Значения 5. Рассчитать показания каждого из ваттметров W1 и W2 (метод двух ваттметров) и определить активную мощность трёхфазной системы для случая несимметричной нагрузки, когда в фазе А включён только
Таблица 2.1
Рабочее задание 1. Внимательно изучить общий вид виртуального лабораторного стенда. 2. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать схему (см. рис. 2.1, 2.2, 2.4) для измерения активной мощности трёхфазной системы методами одного, двух и трёх ваттметров. По показаниям приборов комплекта К - 50 определить значения напряжения, тока, мощности в каждой фазе трёхфазной системы и значения мощности 3. По результатам измерений рассчитать значения активной и полной мощности трёхфазной системы. Расчёт активной мощности произвести для методов измерения одним Принимая значения активной мощности трёхфазной системы, измеренные методом трёх ваттметров, за действительные, определить абсолютную и относительную погрешности измерения активной мощности двумя другими методами. 4. По рассчитанным значениям 5. По данным таблицы 2.2 рассчитать значения реактивной мощности трёхфазной системы для различных характеров нагрузки.
Таблица 2.2
6. Проанализировать полученные данные и составить отчёт по работе. 7. Построить совмещённую векторную диаграмму токов и напряжений для случая несимметричной нагрузки.
Вопросы к защите работы 1. Каковы особенности измерения коэффициента мощности в симметричных и несимметричных трёхфазных цепях переменного тока? 2. При каком условии показания ваттметров в схеме измерения активной мощности в трёхфазной цепи методом двух ваттметров равны между собой? 3. При каком условии показание одного из ваттметров в схеме измерения активной мощности в трёхфазной цепи методом двух ваттметров равно нулю? 4. В симметричной трёхфазной цепи переменного тока при измерении активной мощности методом двух ваттметров показания приборов равны 5. С какой целью производится разметка зажимов ваттметров? 6. В чём состоит особенность трёхфазных трёхэлементных ваттметров? 7. Каковы особенности включения однофазных ваттметров и элементов ваттметров в трёхфазные цепи по схемам с замещенными напряжениями? 8. Как можно определить характер нагрузки цепи симметричного трёхфазного тока по показаниям приборов при измерении активной мощности методом двух ваттметров?
Лабораторная работа № 3 Цель работы 1. Изучение методов измерения реактивной мощности в цепях переменного тока. 2. Изучение методов измерения реактивной мощности в цепях трёхфазного переменного тока.
Подготовка к работе 1. Начертить схему для измерения реактивной мощности трёхфазной трёхпроводной симметричной системы методом одного ваттметра при включении нагрузки звездой и последовательном соединении 2. Начертить схему для измерения реактивной мощности несимметричной трёхфазной нагрузки методом двух ваттметров. Рассчитать показания каждого из ваттметров и определить реактивную мощность трёхфазной системы для нагрузки, когда в фазе А включён только Таблица 3.1
Рабочее задание 1. Внимательно изучить общий вид виртуального лабораторного стенда. 2. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать схему (см. рис. 3.1) для измерения реактивной мощности трёхфазной системы методом одного ваттметра для различных характеров симметричной нагрузки ( 2. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать схему (см. рис. 3.1) для измерения реактивной мощности трёхфазной системы методом двух ваттметров для различных характеров симметричной и несимметричной нагрузки ( 3. По показаниям приборов комплекта К-50 вычислить
Таблица 3.2
4. Сделать выводы по работе.
Вопросы к защите работы 1. Каковы особенности включения однофазных ваттметров и элементов ваттметров в трёхфазные цепи по схемам с замещенными напряжениями? 2. В цепи симметричного трёхфазного тока при измерении реактивной мощности методом двух ваттметров показания приборов равны 3. Что позволяет использовать ваттметры для измерения реактивной мощности трёхфазных электроприёмников? 4. Начертите векторную диаграмму для трёхфазного электроприёмника с активно-индуктивным характером нагрузки и поясните работу ваттметра по схеме рис. 3.1. 5. Начертите векторную диаграмму для трёхфазного электроприёмника с активно-ёмкостным характером нагрузки и поясните работу ваттметра по схеме рис. 3.1. 6. Начертите векторную диаграмму для трёхфазного электроприёмника с активным характером нагрузки и поясните работу ваттметра по схеме рис.3.1. 7. Начертите векторную диаграмму для трёхфазного электроприёмника с ёмкостным характером нагрузки и поясните работу ваттметра по схеме рис.3.1. 8. Начертите векторную диаграмму для трёхфазного электроприёмника с индуктивным характером нагрузки и поясните работу ваттметра по схеме рис. 3.1.
Лабораторная работа № 4 Цель работы 1. Ознакомление с устройством, принципом действия, конструкцией и разметкой зажимов измерительных трансформаторов тока и напряжения. 2. Изучение схем включения измерительных приборов с использованием измерительных трансформаторов. 3. Исследование методов оценки погрешностей измерительных трансформаторов.
Подготовка к работе 1. Изучить устройство, принцип действия и конструкцию измерительных трансформаторов тока и напряжения. 2. Записать выражения для определения номинального и действительного коэффициентов трансформации трансформаторов тока и напряжения. Указать зависимость между номинальным коэффициентом трансформации и соотношением числа витков первичной 3. Записать выражения для расчёта относительной токовой погрешности трансформатора тока и погрешности напряжения трансформатора напряжения, считая известными значения номинального и действительного коэффициентов трансформации. 4. Построить векторную диаграмму трансформатора тока. Пользуясь векторной диаграммой, записать выражения для определения токовой 5. Для заданных в таблице 4.1 параметров трансформатора тока: числа витков первичной и вторичной обмоток 6. Построить векторную диаграмму трансформатора напряжения. Пользуясь векторной диаграммой, указать причины возникновения погрешностей напряжения
Таблица 4.1
6. Показать необходимость разметки зажимов измерительных трансформаторов и привести схемы, применяемые для разметки зажимов измерительных трансформаторов тока и напряжения методом баллистического толчка на постоянном токе. 7. Указать классы точности измерительных трансформаторов тока и напряжения. Допустимые отклонения, какие параметры они характеризуют? Рабочее задание 1. Внимательно изучить общий вид виртуального лабораторного стенда. 2. Ознакомиться с используемыми в работе трансформаторами тока и напряжения и записать их номинальные данные ( 3. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать схему для разметки зажимов трансформатора тока методом баллистического толчка на постоянном токе. В схеме использовать трансформатор тока ТА, амперметр A1 и милливольтметр mV, расположенные на стенде. 4. Зашунтировать трансформатор напряжения. В моменты замыкания и размыкания SВ1 по направлению отклонения стрелки милливольтметра mV определить расположение измерительных зажимов И1 и И2 трансформатора тока. 5. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать схему для разметки зажимов трансформатора напряжения методом баллистического толчка на постоянном токе. В схеме использовать трансформатор напряжения типа УТН - 1 (коэффициент трансформации 6. Установить максимально возможное напряжение на выходе АТ и по направлению отклонения стрелки вольтметра в моменты замыкания и размыкания SВ1 определить расположение зажимов a – x вторичной обмотки трансформатора напряжения. 7. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать схему для определения действительного коэффициента трансформации трансформатора тока. В схеме использовать трансформатор тока ТА, амперметр комплекта К-50 с пределом измерения 1 А и цифровой амперметр переменного тока A2. 8. Изменением величины входного напряжения с помощью АТ установить значение тока в первичной обмотке трансформатора тока, равное 1 А. Измерив значение тока во вторичной обмотке, определить значение действительного коэффициента трансформации трансформатора тока. 9. С помощью интерактивных коммутационных элементов смоделировать схему для измерения тока, напряжения и мощности в цепи через измерительные трансформаторы. В схеме использовать трансформатор тока с коэффициентом трансформации 10. Произвести измерения напряжения, тока, мощности приборами измерительного комплекта К - 50, включёнными непосредственно в измерительную цепь, и приборами, включёнными через измерительные трансформаторы. Измерения провести для пяти видов сопротивлений нагрузки: R, R-С, С, R-L, L и пяти значений тока в пределах от 0 до 1 А для каждого вида нагрузки. Результаты измерений занести в таблицу 4.2. 11. Используя данные результатов измерений, рассчитать значения действительных коэффициентов трансформации трансформаторов тока и напряжения, относительные токовую 12. Принимая значения напряжения, тока, мощности, измеренные приборами комплекта К - 50, за действительные значения измеряемых величин, рассчитать абсолютные и относительные погрешности измерения напряжения 13. По данным таблицы 4.2 построить графики зависимостей 14. Сделать выводы и составить отчёт по требуемой форме.
Таблица 4.2
|
и номинальном напряжении 
амперметра 
и действительные значения сопротивлений 
для заданных в таблице 1.1 вариантов.
и миллиамперметр с пределом измерения 
Произвести измерения при пяти значениях напряжения. Результаты измерений занести в таблицу 1.2.
и милливольтметр с пределом измерения 
. Измерения произвести при пяти значениях напряжения. Результаты измерений занести в таблицу 1.2.
; 
; 
.
много больше сопротивления токовой цепи ваттметра. Определить показание ваттметра для заданного в таблице 2.1 варианта, если известны значения напряжения 
, сопротивление нагрузки 
.
,
и ёмкости конденсатора 
, соединённых последовательно в каждой фазе.
и 
-
и 
, измеряемые ваттметрами, для различных характеров нагрузки (
). Данные измерений занести в таблицу 2.2.
, двумя 
и тремя 
ваттметрами. Результаты вычислений занести в таблицу 2.2.
определить значения коэффициента мощности трёхфазной системы 
.
и 
. Чему равно значение коэффициента мощности цепи?
). По показаниям ваттметра W определить значение реактивной мощности трёхфазной системы 
. Данные занести в таблицу 3.2.
. Результаты занести в таблицу 3.2.
для различных характеров симметричной и несимметричной нагрузки и, приняв эти значения за действительные, определить абсолютную и относительную погрешности измерения реактивной мощности трёхфазной системы методами одного и двух ваттметров.
и 
. Чему равна реактивная мощность цепи?
и вторичной 
, обмоток трансформаторов тока и напряжения.
и угловой 
погрешностей трансформаторов тока.
, намагничивающего тока 
и угла (
) между векторами м.д.с. (
) и (
) построить графики зависимостей 
и 
для значений тока, равных 
.
и угловых погрешностей 
трансформаторов напряжения и привести типичные графики погрешностей трансформаторов напряжения в зависимости от значения мощности во вторичной цепи.
, 
).
, 
, 
приборами, включёнными через измерительные трансформаторы. Результаты измерений занести в таблицу 4.2.
), 
для каждого вида нагрузки.
